超高壓輸電技術(shù)PK特高壓輸電技術(shù) 誰(shuí)更優(yōu)？
根據(jù)“十二五”規(guī)劃，“十二五”期間中國(guó)電網(wǎng)五年的投資規(guī)模將達(dá)到1.58萬(wàn)億元，年均為3000億元，其中交直流特高壓電網(wǎng)預(yù)計(jì)占三分之一，110千伏的以下預(yù)計(jì)占三分之一，220至750千伏之間也將占到三分之一。由此可見(jiàn)，高壓，超高壓和特高壓在電網(wǎng)建設(shè)中各自占據(jù)著舉足輕重的地位。超高壓輸電技術(shù)和特高壓輸電技術(shù)和研究和應(yīng)用都不可小視。
超高電壓是指 330千伏至765千伏的電壓等級(jí)，即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各種電壓等級(jí)。特高壓輸電是指交流1000千伏或直流±800千伏電壓等級(jí)。
超高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)
?、佥斔腿萘看蟆，F(xiàn)在世界上已建成多項(xiàng)送電 3GW 的高壓直流輸電工程。 ②送電距離遠(yuǎn)。世界上已有輸送距離達(dá)1700km 的高壓直流輸電工程。我國(guó)的葛南(葛洲壩 -上海南橋)直流輸電工程輸送距離為 1052km，天廣(天生橋-廣東)、三常(三峽-常州)、 三廣(三峽-廣東)、貴廣(貴州-廣東)等直流輸電工程輸送距離都接近 1000km。 ③輸送功率的大小和方向可以快速控制和調(diào)節(jié)。 ④直流輸電的接入不會(huì)增加原有電力系統(tǒng)的短路電流容量， 也不受系統(tǒng)穩(wěn)定極限的限制。 ⑤直流輸電可以充分利用線路走廊資源，其線路走廊寬度約為交流輸電線路的一半，且送 電容量大，單位走廊寬度的送電功率約為交流的 4 倍。如直流±500kV線路走廊寬度約為 3 0m，送電容量達(dá) 3GW;而交流 500kV 線路走廊寬度為 55m，送電容量卻只有 1GW。直流電纜 線路不受交流電纜線路那樣的電容電流困擾， 沒(méi)有磁感應(yīng)損耗和介質(zhì)損耗， 基本上只有芯線電阻損耗，絕緣水平相對(duì)較低。 ⑥直流輸電工程的一個(gè)極發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)極能繼續(xù)運(yùn)行，并通過(guò)發(fā)揮過(guò)負(fù)荷能力，可 保持輸送功率或減少輸送功率的損失。 ⑦直流系統(tǒng)本身配有調(diào)制功能，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求做出反應(yīng)，對(duì)機(jī)電振蕩產(chǎn)生阻尼，阻 尼低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平。 ⑧能夠通過(guò)換流站配置的無(wú)功功率控制進(jìn)行系統(tǒng)的交流電壓調(diào)節(jié)。 ⑨能夠通過(guò)換流站配置的無(wú)功功率控制進(jìn)行系統(tǒng)的交流電壓調(diào)節(jié)。 ⑩大電網(wǎng)之間通過(guò)直流輸電互聯(lián)(如背靠背方式)，2 個(gè)電網(wǎng)之間不會(huì)互相干擾和影響， 必要時(shí)可以迅速進(jìn)行功率交換。
特高壓直流輸電的特點(diǎn)
特高壓直流輸電的特點(diǎn)： ①壓高，高達(dá)±800kV。對(duì)與電壓有關(guān)的設(shè)備，如高壓端(±800kV)的換流變壓器及其套 管、穿墻套管、避雷器等研發(fā)提出了高要求;對(duì)承受±800kV 的外絕緣，如支持瓷柱、線路絕緣子等需要進(jìn)行新的研發(fā)。 ②送電容量大。規(guī)劃的特高壓直流輸電工程的送電容量高達(dá) 5GW 和 6.4GW，相應(yīng)的直流額 定電流將達(dá)到 3125A 和 4000A。③送電距離長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá) 1500km，甚至超過(guò) 2000km。
特高壓輸電技術(shù)的優(yōu)越性
建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，將大大提高遠(yuǎn)距離、大容量輸電的效率，減少輸電損耗，降低輸電成本，實(shí)現(xiàn)更大范圍的能源資源優(yōu)化配置，推動(dòng)我國(guó)能源的高效開(kāi)發(fā)和利用。特高壓輸電對(duì)于落實(shí)國(guó)家能源戰(zhàn)略，確保能源安全，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展意義十分重大。特高壓技術(shù)及裝備研發(fā)已列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》。
一、特高壓輸電技術(shù)的優(yōu)越性
與500千伏輸電技術(shù)相比，特高壓輸電技術(shù)在提高輸送容量、節(jié)約土地資源、減少輸電損耗和節(jié)省工程投資等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
1. 輸送容量大
1000千伏特高壓交流輸電線路的自然輸送功率是500千伏超高壓交流輸電的4.5～5倍，在采用同種類型的桿塔設(shè)計(jì)的條件下，其單位走廊寬度的輸送容量約為500千伏超高壓交流輸電的2.5倍。±800千伏特高壓直流輸電線路單位走廊寬度輸送容量約為±500千伏直流輸電的1.3倍。
2. 節(jié)約土地資源
溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘水電站送出工程采用±800千伏級(jí)直流與采用±600千伏級(jí)直流相比，輸電線路可以從10回減少到6回?？傮w來(lái)看，1000千伏特高壓交流輸電和500千伏超高壓交流輸電相比可節(jié)省約2/3的土地資源，±800千伏特高壓直流輸電和±500千伏直流輸電相比可節(jié)省約1/4的土地資源。
3. 輸電損耗低
與500千伏輸電相比，特高壓輸電線路損耗大大降低。1000千伏特高壓交流線路損耗是500千伏交流線路的1/16～1/4 ;±800千伏特高壓直流線路損耗是±500千伏直流線路的39%。
4. 工程造價(jià)省
采用特高壓輸電技術(shù)可以節(jié)省大量導(dǎo)線和鐵塔材料，以相對(duì)較少的投入達(dá)到同等的建設(shè)規(guī)模，從而降低建設(shè)成本。在輸送容量相同的條件下，1000千伏特高壓交流輸電與500千伏交流輸電相比，節(jié)省導(dǎo)線材料約一半，節(jié)省鐵塔用材約2/3。1000千伏特高壓交流輸電方案的單位輸送容量綜合造價(jià)約為500千伏交流輸電的3/4。±800千伏特高壓直流輸電方案的單位輸送容量投資約為±500千伏直流輸電的72%。
二、特高壓輸電技術(shù)研究
特高壓輸電通過(guò)采用更高的電壓等級(jí)實(shí)現(xiàn)輸電容量和距離的大幅增加，但電壓的升高也給工程建設(shè)帶來(lái)一系列需要解決的技術(shù)難題。控制過(guò)電壓水平，抑制特快速瞬態(tài)過(guò)電壓和潛供電流，研究確定合理的線路絕緣尺度和設(shè)備絕緣水平，保障線路和設(shè)備在特高壓電壓等級(jí)條件下的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)特高壓輸電需要攻關(guān)解決的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
2004年底以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司按照“科學(xué)論證、示范先行、自主創(chuàng)新、扎實(shí)推進(jìn)”的方針，在整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮整體科研優(yōu)勢(shì)，廣泛聯(lián)合各方力量，針對(duì)特高壓輸電需要攻關(guān)解決的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)近4年的艱苦努力，全面完成了特高壓輸變電技術(shù)研究和設(shè)備研制工作，取得了世界一流水平的研究成果，滿足了特高壓工程建設(shè)的需求。國(guó)家電網(wǎng)公司現(xiàn)已全面掌握了1000千伏特高壓交流和±800千伏特高壓直流輸電工程關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備制造核心技術(shù)，占領(lǐng)了世界特高壓技術(shù)的制高點(diǎn)，全面提升了我國(guó)輸變電工程科研、設(shè)計(jì)和設(shè)備制造水平。
三、特高壓輸電技術(shù)應(yīng)用
晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程自2009年1月6日投運(yùn)至今保持安全穩(wěn)定運(yùn)行;向家壩—上海和云南—廣東兩個(gè)±800千伏特高壓直流輸電示范工程預(yù)計(jì)2010年內(nèi)雙極建成投運(yùn)。截至2010年3月底，特高壓交流試驗(yàn)示范工程已累計(jì)送電123.18億千瓦時(shí)，其中，華北火電送華中電網(wǎng)90.03億千瓦時(shí)，華中水電送華北電網(wǎng)33.15億千瓦時(shí)，發(fā)揮了重要的送電和水火互濟(jì)、事故支援聯(lián)網(wǎng)功能，促進(jìn)了節(jié)能減排和能源資源的優(yōu)化配置。
總體相比較來(lái)說(shuō)，是電壓等級(jí)越高，科技含量越高，輸電損耗越小。目前中國(guó)是世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)特高壓輸電商業(yè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家。我國(guó)第一條交流1000千伏‘晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)’特高壓建設(shè)工程中，設(shè)備的綜合國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%。在這個(gè)工程中，我們采用的所有設(shè)備，看不到一個(gè)外國(guó)商標(biāo)，所有的設(shè)備都是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的，沒(méi)有一臺(tái)整機(jī)是從國(guó)外進(jìn)口?？梢哉f(shuō)，這是一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓輸電線路。這些紀(jì)錄標(biāo)志著我國(guó)特高壓輸變電技術(shù)在設(shè)備國(guó)產(chǎn)化上取得重大突破。國(guó)家電網(wǎng)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，我國(guó)在特高壓領(lǐng)域的成就引起了國(guó)際電工界的重視，特高壓交流1100千伏電壓已經(jīng)被國(guó)際電工委員會(huì)和國(guó)際大電網(wǎng)組織推薦為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓。
